如何檢查焊件內有氣孔存在?X射線檢查

   時間:2014-03-14 00:58:13
如何檢查焊件內有氣孔存在?X射線檢查簡介
    (德國)X射線實時成像檢測系統檢測金屬鑄件橡膠輪胎內部分層裂紋  X射線實時成像系統:對於批量大、要求檢測效率高的零件,是一種非常實……
如何檢查焊件內有氣孔存在?X射線檢查正文
(德國)X射線實時成像檢測系統檢測金屬鑄件橡膠輪胎內部分層裂紋
 X射線實時成像系統:對於批量大、要求檢測效率高的零件,是一種非常實用有效的檢測手段,它具有動態觀察、形態真實、檢測效率高的特點,並可採用計算機圖像處理裝置對射線圖像進行處理,使檢測靈敏度進一步提高。
主要應用領域,金屬鑄件,塑料橡膠等。本系列產品對於不同形狀和大小,鋼、鋁、陶瓷、複合材料或橡膠等不同材料的工件均可提供高質量的實時監測內部裂紋、分層等。 用於非金屬、輕金屬、鑄造件、各種合金、壓力容器等進行X射線無損檢測。主要檢測焊接缺陷(裂紋、氣孔、夾渣、未溶合、未焊透等)以及腐蝕和裝配缺陷。
用戶:華南理工大學,東南大學,一汽,山東 輪胎,貴州輪胎,廣州東方重機,三角集團,司法部司法鑒定科學技術研究所、洛陽軸承、上海軸承等
無損探傷
目前普遍採用的是X射線檢查,還有超聲波探傷和磁力探傷。隱藏在焊件內的氣孔、夾渣和裂縫都可以探出。
船舶焊接缺陷種類很多,按其位置不同,可分為外部缺陷和內部缺陷。常見缺陷有氣孔、夾渣、焊接裂紋、未焊透、未熔合、焊縫外形尺寸和形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、弧坑等。
一、氣孔
氣孔是指在焊接時,熔池中的氣泡在凝固時未能逸出而形成的空穴。產生氣孔的主要原因有:焊口邊緣不清潔,有水份、油污和銹跡;焊條或焊劑未按規定進行焙烘,焊芯鏽蝕或葯皮變質、剝落等。此外,低氫型焊條焊接時,電弧過長,焊接速度過快;埋弧自動焊電壓過高等,都易在焊接過程中產生氣孔。由於氣孔的存在,使焊縫的有效截面減小,過大的氣孔會降低焊縫的強度,破壞焊縫金屬的緻密性。預防產生氣孔的辦法是:選擇合適的焊接電流和焊接速度,認真清理坡口邊緣水份、油污和銹跡。嚴格按規定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用變質焊條,當發現焊條葯皮變質、剝落或焊芯鏽蝕時,應嚴格控制使用範圍。埋弧焊時,應選用合適的焊接工藝參數,特別是薄板自動焊,焊接速度應儘可能小些。
二、夾渣
夾渣就是殘留在焊縫中的熔渣。夾渣也會降低焊縫的強度和緻密性。產生夾渣的原因主要是焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留的熔渣;坡口角度或焊接電流太小,或焊接速度過快。在使用酸性焊條時,由於電流太小或運條不當形成「糊渣」;使用鹼性焊條時,由於電弧過長或極性不正確也會造成夾渣。進行埋弧焊封底時,焊絲偏離焊縫中心,也易形成夾渣。防止產生夾渣的措施是:正確選取坡口尺寸,認真清理坡口邊緣,選用合適的焊接電流和焊接速度,運條擺動要適當。多層焊時,應仔細觀察坡口兩側熔化情況,每一焊層都要認真清理焊渣。封底焊渣應徹底清除,埋弧焊要注意防止焊偏。
三、咬邊
焊縫邊緣留下的凹陷,稱為咬邊。產生咬邊的原因是由於焊接電流過大、運條速度快、電弧拉得太長或焊條角度不當等。埋弧焊的焊接速度過快或焊機軌道不平等原因,都會造成焊件被熔化去一定深度,而填充金屬又未能及時填滿而造成咬邊。咬邊減小了母材接頭的工作截面,從而在咬邊處造成應力集中,故在重要的結構或受動載荷結構中,一般是不允許咬邊存在的,或到咬邊深度有所限制。防止產生咬邊的辦法是:選擇合適的焊接電流和運條手法,隨時注意控制焊條角度和電弧長度;埋弧焊工藝參數要合適,特別要注意焊接速度不宜過高,焊機軌道要平整。
四、未焊透、未熔合
焊接時,接頭根部未完全熔透的現象,稱為未焊透;在焊件與焊縫金屬或焊縫層間有局部未熔透現象,稱為未熔合。未焊透或未熔合是一種比較嚴重的缺陷,由於未焊透或未熔合,焊縫會出現間斷或突變,焊縫強度大大降低,甚至引起裂紋。因此,在船體的重要結構部分均不允許存在未焊透、未熔合的情況。未焊透和未熔合的產生原因是焊件裝配間隙或坡口角度太小、鈍邊太厚、焊條直徑太大、電流過小、速度太快及電弧過長等。焊件坡口表面氧化膜、油污等沒有清除乾淨,或在焊接時該處流入熔渣妨礙了金屬之間的熔合或運條手法不當,電弧偏在坡口一邊等原因,都會造成邊緣不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正確選取坡口尺寸,合理選用焊接電流和速度,坡口表面氧化皮和油污要清除乾淨;封底焊清根要徹底,運條擺動要適當,密切注意坡口兩側的熔合情況。
五、焊接裂紋
焊接裂紋是一種非常嚴重的缺陷。結構的破壞多從裂紋處開始,在焊接過程中要採取一切必要的措施防止出現裂紋,在焊接后要採用各種方法檢查有無裂紋。一經發現裂紋,應徹底清除,然後給予修補。
焊接裂紋有熱裂紋、冷裂紋。焊縫金屬由液態到固態的結晶過程中產生的裂紋稱為熱裂紋,其特徵是焊后立即可見,且多發生在焊縫中心,沿焊縫長度方向分佈。熱裂紋的裂口多數貫穿表面,呈現氧化色彩,裂紋末端略呈圓形。產生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點雜質(如FeS等)。由於這些雜質熔點低,結晶凝固最晚,凝固后的塑性和強度又極低。因此,在外界結構拘束應力足夠大和焊縫金屬的凝固收縮作用下,熔池中這些低熔點雜質在凝固過程中被拉開,或在凝固后不久被拉開,造成晶間開裂。焊件及焊條內含硫、銅等雜質多時,也易產生熱裂紋。防止產生熱裂紋的措施是:一要嚴格控制焊接工藝參數,減慢冷卻速度,適當提高焊縫形狀係數,儘可能採用小電流多層多道焊,以避免焊縫中心產生裂紋;二是認真執行工藝規程,選取合理的焊接程序,以減小焊接應力。
焊縫金屬在冷卻過程或冷卻以後,在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產生的裂紋稱為冷裂紋。這類裂紋有可能在焊后立即出現,也有可能在焊後幾小時、幾天甚至更長時間才出現。冷裂紋產生的主要原因為:1)在焊接熱循環的作用下,熱影響區生成了淬硬組織;2)焊縫中存在有過量的擴散氫,且具有濃集的條件;3)接頭承受有較大的拘束應力。
六、其他缺陷
焊接中還常見到一些焊瘤、弧坑及焊縫外形尺寸和形狀上的缺陷。產生焊瘤的主要原因是運條不均,造成熔池溫度過高,液態金屬凝固緩慢下墜,因而在焊縫表面形成金屬瘤。立、仰焊時,採用過大的焊接電流和弧長,也有可能出現焊瘤。產生弧坑的原因是熄弧時間過短,或焊接突然中斷,或焊接薄板時電流過大等。焊縫表面存在焊瘤影響美觀,並易造成表面夾渣;弧坑常伴有裂紋和氣孔,嚴重削弱焊接強度。防止產生焊瘤的主要措施嚴格控制熔池溫度,立、仰焊時,焊接電流應比平焊小10-15%,使用鹼性焊條時,應採用短弧焊接,保持均勻運條。防止產生弧坑的主要措施是在手工焊收弧時,焊條應作短時間停留或作幾次環形運條。
有些缺陷的存在對船舶安全航行是非常危險的,因此一旦發現缺陷要及時進行修正。對於氣孔的修正,特別是對於內部氣孔,確認部位后,應用風鏟或碳弧氣刨清除全部氣孔缺陷,並使其形成相應坡口,然後再進行焊補;對於夾渣、未焊透、未熔合的缺陷,也是要先用同樣的方法清除缺陷,然後按規定進行焊補。對於裂紋,應先仔細檢查裂紋的始、末端和裂紋的深度,然後再清除缺陷。用風鏟消除裂紋缺陷時,應先在裂紋兩端鑽止裂孔,防止裂紋延長。鑽孔時採用8~12mm鑽頭,深度應大於裂紋深度2~3mm。用碳弧氣刨消除裂紋時,應先從裂紋兩端進行刨削,直至裂紋消除,然後進行整段裂紋的刨除。無論採用何種方法消除裂紋缺陷,都應使其形成相應坡口,按規定進行焊補。
對焊縫缺陷進行修正時應注意:1)缺陷補焊時,宜採用小電流、不擺動、多層多道焊,禁止用過大的電流補焊;2)對剛性大的結構進行補焊時,除第一層和最後一層焊道外,均可在焊后熱狀態下進行錘擊。每層焊道的起弧和收弧應盡量錯開;3)對要求預熱的材質,對工作環境氣溫低於0℃時,應採取相應的預熱措施;4)對要求進行熱處理的焊件,應在熱處理前進行缺陷修正;5)對D級、E級鋼和高強度結構鋼焊縫缺陷,用手工電弧焊焊補時,應採用控制線能量施焊法。每一缺陷應一次焊補完成,不允許中途停頓。預熱溫度和層間溫度,均應保持在60℃以上。6)焊縫缺陷的消除的焊補,不允許在帶壓和背水情況下進行;7)修正過的焊縫,應按原焊縫的探傷要求重新檢查,若再次發現超過允許限值的缺陷,應重新修正,直至合格。焊補次數不得超過規定的返修次數.
焊接的檢驗
對焊接接頭進行必要的檢驗是保證焊接質量的重要措施。因此,工件焊完后應根據產品技術要求對焊縫進行相應的檢驗,凡不符合技術要求所允許的缺陷,需及時進行返修。焊接質量的檢驗包括外觀檢查、無損探傷和機械性能試驗三個方面。這三者是互相補充的,而以無損探傷為主。
(一)外觀檢查
外觀檢查一般以肉眼觀察為主,有時用5-20倍的放大鏡進行觀察。通過外觀檢查,可發現焊縫表面缺陷,如咬邊、焊瘤、表面裂紋、氣孔、夾渣及焊穿等。焊縫的外形尺寸還可採用焊口檢測器或樣板進行測量。
(二)無損探傷
隱藏在焊縫內部的夾渣、氣孔、裂紋等缺陷的檢驗。目前使用最普遍的是採用X射線檢驗,還有超聲波探傷和磁力探傷。
X射線檢驗是利用X射線對焊縫照相,根據底片影像來判斷內部有無缺陷、缺陷多少和類型。再根據產品技術要求評定焊縫是否合格。超聲波束由探頭髮出,傳到金屬中,當超聲波束傳到金屬與空氣界面時,它就折射而通過焊縫。如果焊縫中有缺陷,超聲波束就反射到探頭而被接受,這時熒光屏上就出現了反射波。根據這些反射波與正常波比較、鑒別,就可以確定缺陷的大小及位置。超聲波探傷比X光照相簡便得多,因而得到廣泛應用。但超聲波探傷往往只能憑操作經驗作出判斷,而且不能留下檢驗根據。
對於離焊縫表面不深的內部缺陷和表面極微小的裂紋,還可採用磁力探傷。
(三)水壓試驗和氣壓試驗
對於要求密封性的受壓容器,須進行水壓試驗和(或)進行氣壓試驗,以檢查焊縫的密封性和承壓能力。其方法是向容器內注入1.25-1.5 倍工作壓力的清水或等於工作壓力的氣體(多數用空氣),停留一定的時間,然後觀察容器內的壓力下降情況,並在外部觀察有無滲漏現象,根據這些可評定焊縫是否合格。
(四)焊接試板的機械性能試驗
無損探傷可以發現焊縫內在的缺陷,但不能說明焊縫熱影響區的金屬的機械性能如何,因此有時對焊接接頭要作拉力、衝擊、彎曲等試驗。這些試驗由試驗板完成。所用試驗板最好與圓筒縱縫一起焊成,以保證施工條件一致。然後將試板進行機械性能試驗。實際生產中,一般只對新鋼種的焊接接頭進行這方面的試驗。

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